NASA/JPL-CALTECH/SPACE SCIENCE INSTITUTE

Астрономы выяснили, что Титан удаляется от Сатурна со скоростью 11 сантиметров в год. Как сообщается в Nature Astronomy, это в сто раз быстрее, чем предполагалось ранее. Также ученые установили, что в прошлом спутник находился намного ближе к газовому гиганту, а на свою текущую орбиту он мигрировал за 4,5 миллиарда лет.

Удаление спутников от своих планет — довольно обычное явление, характерное не только для Титана. Например, Луна тоже «убегает» от Земли со скоростью около 3,8 сантиметра в год. Этот эффект связан гравитационно-приливным взаимодействием между планетой и ее спутником. Когда Луна движется вокруг Земли, ее гравитация вызывает приливы, и в мировом океане формируется приливная волна, которая немного смещается вперед с линии, соединяющей центры масс Земли и Луны, из-за вращения нашей планеты. И поскольку притяжение спутника к ближней приливной волне сильнее, чем к дальней, орбитальный момент импульса небесного тела увеличивается, и оно переходит на более высокую орбиту.

Похожее взаимодействие происходит и между Титаном и Сатурном. Однако ученые предполагали, что оно будет не так сильно выражено из-за газообразной структуры планеты. Стандартные модели предсказывают, что Титан должен удаляться от газового гиганта со скоростью не более 0,1 сантиметра в год, но результаты нового исследования противоречат этому прогнозу.

Валерий Лейни (Valéry Lainey) из Калифорнийского технологического института вместе с коллегами использовал сразу два метода, чтобы определить изменение орбиты Титана. В первом случае астрономы реконструировали орбиту «Кассини» во время десяти сближений со спутником, выполненным с 2006 по 2016 год. Отслеживая, как менялось положение космического аппарата относительно Титана и Сатурна, исследователи получили косвенные данные об изменении орбиты и самой луны. Во втором случае группа Лейни опиралась на классические астрометрические данные. Чтобы определелить, как увеличивалось расстояние между Титаном и Сатурном, ученые использовали измерения положения Титана относительно фоновых звезд, начиная с 1886 года.

Выяснилось, что Титан удаляется от Сатурна со скоростью 11 сантиметров в год, что намного больше ожидаемого значения. Кроме того, авторы пришли к выводу, что в момент образования луны расстояние между ней и газовым гигантом было намного меньше, чем сегодня, однако из-за гравитационных взаимодействий спутник с течением времени переместился на более высокую орбиту в 1,2 миллиона километров.

Полученные исследователями результаты согласуются с теорией, предложенной членом исследовательской группы Джимом Фуллером (Jim Fuller) в 2016 году. Астроном предположил, что резонансный захват — ситуация, когда гравитационное воздействие спутника заставляет центральную планету колебаться с определенной частотой — мог заставить Титан быстрее удаляться от Сатурна, так как высокая амплитуда колебаний приводит к потере большего количества энергии.

Недавно ученые смогли построить первую геоморфологическую карту Титана, на которой показаны озера и дюнные поля небесного тела. Ключевую роль в создании песчаных дюн на спутнике Титане, по мнению ученых, могут играть пылевые дьяволы.

Кристина Уласович

https://nplus1.ru/news/2020/06/09/titan-migration

Данные от астрономов: Титан с огромной скоростью удаляется от Сатурна

Александр Мартыненко,

В нашей Солнечной системе все объекты хоть и занимают некие определенные места, на деле же находятся в постоянном движении – планеты удаляются от Солнца, а их спутники спешат улететь подальше от планет. Скорость такого побега невелика и измеряется в сантиметрах в год, но недавно ученые выяснили, что прежние данные для Титана, спутника Сатурна, были в корне неверны. Он движется прочь от своей планеты минимум в 100 раз быстрее, чем считалось ранее.

Причиной побега является приливное ускорение, которое происходит из-за приливного трения – взаимного воздействия гравитации космических тел на их вещество. На Земле оно выражается в виде приливов и отливов Мирового океана в зависимости от фаз Луны. Земля также влияет на Луну, придавая ей дополнительное орбитальное ускорение. Поэтому Луна отдаляется от нашей планеты со скоростью 3,82 см в год. Так как Сатурн состоит из газа, ученые полагали, что аналогичный процесс там происходит медленнее – примерно 0,1 см в год.

Используя данные с зонда Cassini, ученые провели астрометрические измерения положения Титана относительно звезд. Сравнение с аналогичной информацией прошлых лет показало, что реальная скорость удаления спутника порядка 11 см в год. Затем ученые взялись за радиометрию, используя данные всего того же Cassini, и вычислили изменения в скорости спутника под воздействием гравитации самой планеты. Результаты астрометрии и радиометрии совпали идеально (что само по себе удивительно).

Осталось понять, почему скорость удаления Титана от Сатурна столь велика. Рабочая гипотеза называется «резонансным сцеплением», это явление наблюдается в противостоянии двойных звезд. Они воздействуют друг на друга гравитационно и меньшее из тел получает больший импульс, что и служит причиной для его отталкивания. Чтобы проверить гипотезу, нужны аналогичные данные для других спутников Сатурна, которые пока обрабатываются.

https://www.techcult.ru/space/8399-titan-s-ogromnoj-skorostyu-udalyaetsya-ot-saturna